ИСТИНА

В данном проекте будет выполнено исследование диодно-накачиваемых лазеров с внутрирезонаторным ВКР-преобразованием частоты с дисковой геометрией лазерных активных элементов на основе керамик и кристаллов, легированных ионами Yb3. Авторам проекта известны лишь 4 работы по такому преобразованию для дисковых лазеров, работающих в непрерывном режиме генерации, в то время как в режиме модуляции добротности резонатора такой процесс не исследован. Предполагается использование полученных результатов для разработки импульсного твердотельного лазерного источника с высокой средней и пиковой выходными мощностями, работающем в спектральном диапазоне 1100-1150 нм. Результаты исследований позволят заложить основы для расширения спектра генерации дисковых лазеров в область длин волн 1.4-1.6 мкм, которая является "безопасной" для зрения.

In this project, we will study diode-pumped lasers with intracavity Raman frequency conversion with disk geometry of laser active elements based on ceramics and crystals doped with Yb3 ions. The authors of the project are aware of only 4 works on such a conversion for disk lasers operating in the continuous generation mode, while in the cavity Q-switching mode, such a process has not been studied. It is assumed that the results will be used to develop a pulsed solid-state laser source with a high average and peak output powers operating in the spectral range 1100–1150 nm. The research results will lay the foundations for expanding the spectrum of generation of disk lasers in the wavelength range 1.4-1.6 μm, which is "safe" for vision.

В ходе выполнения проекта ожидается впервые реализовать ВКР-преобразование излучения дискового лазера, работающего в режиме модуляции добротности резонатора. Это заложит основы для последующего расширения спектра генерации дисковых лазеров и создания на этой основе новых мощных и эффективных импульсных диодно-накачиваемых лазерных систем, что будет определять практическую значимость результатов работы. В дополнение , планируется получить научно-значимую информацию о генерационных характеристиках синтезированных в новых активных сред на основе керамик Yb:YAG и Yb:LuYAG, термо-оптических искажениях в лазерных и нелинейно-оптических элементах, ограничивающих выходную мощность дисковых лазеров с ВКР-преобразованием частоты, разработать методы компенсации таких искажений, отработать методики создания теплоотводящих сборок с лазерными активными элементами на основе кристаллических и керамических тонких дисков, провести их сравнительные исследования и тестирование и, в конечном счете, разработать на этой основе лабораторный прототип импульсного диодно-накачиваемого дискового лазера с ВКР-преобразованием частоты в область длин волн 1100-1150 нм. В совокупности, все это будет определять научную значимость ожидаемых результатов работы.

Российские ученые являются известными специалистами в области синтеза новых твердотельных лазерных сред, разработки лазерных диодов, ДНТЛов. В результате проведенных в ФИАН исследований получены экспериментальные образцы мощных инжекционных лазеров. Сотрудниками ФИРЭ РАН им. В.А.Котельникова, которые являются соисполнителями проекта с российской стороны, с участием ФИАН разработана технология синтеза лазерной керамики и получены её высококачественные образцы, не уступающие качеству керамики лучших мировых производителей. Данная технология внедрена в 2016 г на производственной базе ФКП «ГЛП «Радуга» на созданном при участии членов данного коллектива участке синтеза лазерной керамики. В 2019 г. там же в рамках ОКР «Терра-Р-М» создан участок синтеза композитных керамик, которые предполагается использовать для создания дисковых активных элементов в ТДНЛах. Исполнители проекта с белорусской стороны имеют многолетний успешный опыт в разработке и создании нелинейно-оптических преобразователей, лазерных систем на их основе, включая полностью твердотельные системы с диодной накачкой. Им, в частности, принадлежит приоритет создания микрочип-лазера с внутрирезонаторным ВКР-преобразованием частоты , выполнены обширные исследования таких микрочип-лазеров и непрерывных диодно-накачиваемых лазеров с внутрирезонаторным ВКР-преобразованием , в ходе которых разработаны квантовая и полуклассическая теории таких лазеров . Помимо этого, белорусские исследователи впервые предсказали возможность и экспериментально реализовали ВКР непрерывного излучения в кристаллических средах , продемонстрировали возможность ВКР-преобразования в кристаллах фемтосекундных импульсов , реализовали эффективное ВКР-преобразование мощного импульсного излучения в кристаллических средах.

В ходе выполнения проекта ожидается впервые реализовать ВКР-преобразование излучения дискового лазера, работающего в режиме модуляции добротности резонатора. Это заложит основы для последующего расширения спектра генерации дисковых лазеров и создания на этой основе новых мощных и эффективных импульсных диодно-накачиваемых лазерных систем, что будет определять практическую значимость результатов работы. В дополнение , планируется получить научно-значимую информацию о генерационных характеристиках синтезированных в новых активных сред на основе керамик Yb:YAG и Yb:LuYAG, термо-оптических искажениях в лазерных и нелинейно-оптических элементах, ограничивающих выходную мощность дисковых лазеров с ВКР-преобразованием частоты, разработать методы компенсации таких искажений, отработать методики создания теплоотводящих сборок с лазерными активными элементами на основе кристаллических и керамических тонких дисков, провести их сравнительные исследования и тестирование и, в конечном счете, разработать на этой основе лабораторный прототип импульсного диодно-накачиваемого дискового лазера с ВКР-преобразованием частоты в область длин волн 1100-1150 нм. В совокупности, все это будет определять научную значимость ожидаемых результатов работы.